一、氮化硅陶瓷夹具产品介绍:
氮化硅陶瓷夹具在熔炼炉坩埚中扮演着至关重要的角色,其核心功能包括:
高温夹持与固定:氮化硅陶瓷夹具能够在1200-1400℃的高温环境下稳定工作,为熔炼炉坩埚提供可靠的夹持和固定功能。其卓越的高温强度保持性(在1200℃下抗弯强度仍可达600 MPa)确保了在高温熔炼过程中的结构完整性。
1、抗热震保护:夹具具有优异的抗热震性能,可承受ΔT>1000℃的骤冷骤热冲击而不开裂。这一特性使其能够适应熔炼过程中频繁的温度变化,如加料、出炉等操作。
2、化学惰性屏障:氮化硅对多数金属熔体(尤其非铁金属)和熔盐呈惰性,不易发生化学反应或污染熔体。在氧化气氛中表面会形成保护性SiO₂层,进一步增强抗侵蚀性。
3、耐磨与抗冲刷:高硬度(维氏硬度1480-1560 GPa)和耐磨性使夹具能够抵抗金属熔体的冲刷和炉渣的侵蚀,显著延长使用寿命。
4、绝缘与安全防护:在电熔炼应用中,氮化硅陶瓷的高电阻率(室温下10¹⁵~10¹⁶ Ω)和介电强度(15-20 kV/mm)可有效防止电流泄漏,确保操作安全。
二、技术参数与性能特点
1、产品性能
高温稳定性:在1200℃高温下仍能保持80%以上的常温强度,而金属材料在同等温度下强度会显著下降。
抗蠕变性能:在1200℃、50 MPa压力下持续加载100小时,蠕变量<0.1%,远优于金属材料。
自润滑特性:干摩擦系数低至0.4-0.6,通过表面处理可进一步降至0.3,减少摩擦损耗。
轻量化设计:密度仅为钢的2/5,在保持强度的同时减轻设备负荷。
无磁性:适用于电磁环境敏感的应用场景,如半导体制造。
三、不同尺寸和形状的夹具设计
1、特殊表面处理(如CVD涂层、激光织构化)。
2、复合增韧技术(添加碳化硅晶须或氧化锆纤维)。
物理性能参数
性能指标 | 数值范围 | 测试条件 | 对比优势 |
维氏硬度 | 15-18 GPa | 室温 | 仅次于金刚石和立方氮化硼 |
抗弯强度 | >800 MPa | 室温 | 是普通金属的3-4倍 |
断裂韧性 | 6 MPa·m¹/² | 室温 | 陶瓷材料中最高之一 |
热膨胀系数 | 3.0-3.6×10⁻⁶/K | 20-1000℃ | 与多数基材匹配良好 |
热导率 | 20-25 W/m·K | 室温 | 促进温度场均匀化 |
最高使用温度 | 1200-1400℃ | 长期 | 短期可达1600℃ |